(57)【要約】【課題】  高炉ダスト中に混在，含有された微細なコークス粉と、酸化鉄粉を主体とする酸化物粉とを、工業的に精度高く確実に選別，分離，回収可能な、ダスト処理方法およびダスト処理装置を提案する。【解決手段】本発明は、高炉ダストａをスラリーｃ化すると共に、表面改質処理および浮選処理を組み合わせて採用してなる。すなわちダスト処理方法は、スラリー化工程，油添加工程，剪断力付与工程，表面改質工程，起泡剤添加工程，浮選工程等のプロセスを、順に辿ることにより、高炉ダストａ中のコークス粉ｄと酸化物粉ｅとを、粒子表面の濡れ性の差を利用して、選別，分離可能である。ダスト処理装置も、スラリータンク１，油添加手段２，表面改質機３，起泡剤添加手段４，浮選機５等を、順に配設してなることにより、高炉ダクトａ中のコークス粉ｄと酸化物粉ｅとを、選別，分離可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉ダスト中に混在，含有されたコークス粉と酸化鉄粉を主体とする酸化物粉とを、粒子表面の濡れ性の差を利用して選別，分離するダスト処理方法であって、
該高炉ダストに水を加えてスラリーとするスラリー化工程と、該スラリーに油性の捕集剤を添加する油添加工程と、
該捕集剤が添加された該スラリーに、高速で強力な剪断力を付与し、もって該コークス粉，酸化物粉，捕集剤の油滴について、それぞれ粒子表面の表面エネルギーを高める剪断力付与工程と、
該スラリーへの剪断力付与に基づき、該コークス粉および油滴は、粒子表面の疎水性，親油性が一段と高められ、もって該コークス粉の粒子表面に水膜に代え該油滴が油膜となって付着されて、表面エネルギーが低下し、又、該酸化物粉は、粒子表面の親水性，疎油性が一段と高められ、もって水に一層濡れ馴染んで表面エネルギーが低下する、表面改質工程と、
表面改質後の該スラリーに起泡剤を添加する起泡剤添加工程と、該起泡剤が添加された該スラリーへの空気の吹き込みや吸い込みにより気泡を生成し、もって、該気泡周りの起泡剤に付着する該油膜と共に、該コークス粉が浮上するのに対し、水に濡れ馴染んだ該酸化物粉が沈下する、浮選工程と、を有してなること、を特徴とするダスト処理方法。
【請求項２】
請求項１において、該スラリー化工程では、溶鉱炉から排出された該高炉ダストに水を加えて、該高炉ダスト濃度が１０重量％以上〜３０重量％以下の該スラリーとし、
該油添加工程では、該捕集剤として石油系炭化水素が、該高炉ダストに対し０．５重量％以上〜１０重量％以下の添加量で添加され、
該剪断力付与工程では、該スラリーのダイラタンシー性に基づき、該コークス粉，酸化物粉，油滴について、粒子毎に局部充填密度そして表面エネルギーが、それぞれ過渡的に高められ、
表面改質工程では、更に、水分子相互間の極性分子構造に基づく水素結合傾向の影響により、排除された該油滴とコークス粉との疎水性結合が促進され、
該浮選工程では、浮上した該コークス粉が浮遊産物として回収され、沈下した該酸化物粉が沈降産物として回収されること、を特徴とするダスト処理方法。
【請求項３】
高炉ダスト中に混在，含有されたコークス粉と酸化鉄粉を主体とする酸化物粉とを、粒子表面の濡れ性の差を利用して選別，分離するダスト処理装置であって、
供給された該高炉ダストを水と攪拌，混合，懸濁化して、スラリー化するスラリータンクと、該スラリータンクから表面改質機へと供給される該スラリーに対し、油性の捕集剤を添加する油添加手段と、
ドラム内の攪拌室に供給された該スラリーに、高速回転する攪拌翼にて強力な剪断力を付与して、粒子表面の表面エネルギーを高め、もって、該コークス粉および捕集剤の油滴は、疎水性，親油性が高められ、該コークス粉の粒子表面に水膜に代え該油滴が油膜となって付着されて、表面エネルギーが低化し、該酸化物粉は、親水性，疎油性が高められ、水に一層濡れ馴染んで表面エネルギーが低化し、更に、該油滴とコークス粉との疎水性結合も促進されるようになる、該表面改質機と、
該表面改質機から浮選機へと供給される該スラリーに対し、起泡剤を添加して攪拌する起泡剤添加手段と、
該スラリーが供給されると共に、空気が吹き込みや吸い込みにより供給され、もって、生成された気泡周りの起泡剤に付着する該油膜と共に、該コークス粉が浮上するのに対し、水に濡れ馴染んだ該酸化物粉が沈下する浮選機と、を有してなること、を特徴とするダスト処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダスト処理方法およびダスト処理装置に関する。すなわち、高炉ダスト中に混在，含有されたコークス粉と酸化物粉とを、選別，分離する方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
《技術的背景》
溶鉱炉では周知のごとく、鉄鉱石やコークスが投入され、熱風導入下でのコークス燃焼に基づき、鉄鉱石の酸化鉄が、一酸化炭素やコークスにて還元されて、金属鉄（銑鉄）が得られる。
そして、このような製鉄に際し、溶鉱炉頂部から排出される炉頂ガス中に含有された高炉ダストは、従来、集塵機で集塵された後、廃棄処分されていた。産業廃棄物等として、埋め立て処理等されていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このような高炉ダスト処理については、次の課題が指摘されていた。高炉ダスト中には、コークス粉や酸化鉄粉（鉄鉱石粉）を主体とする酸化物粉が、混在，含有されているが、これらは何ら有効利用されることなく、高炉ダストとして廃棄処分されていた。
すなわち、高炉ダスト中に混在，含有されたコークス粉や酸化鉄粉等は、粉径が数１０μｍ程度の微粒子よりなり、微細過ぎて、比重に基づく選別，分離方法は、工業的に不可能とされていた。コークス粉や酸化鉄粉等は、粒子の単位質量あたりの比表面積が大きく、摩擦抵抗が大であり空中や水中を浮遊し、選別，分離，回収して有効利用することは、従来困難とされており、高炉ダストとして廃棄処分されていた。
【０００４】
《本発明について》
本発明のダスト処理方法およびダスト処理装置は、このような実情に鑑み、上述した従来の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、高炉ダスト中のコークス粉と酸化鉄粉等を、精度高く確実に選別，分離，回収可能な、ダスト処理方法およびダスト処理装置を提案することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、特許請求の範囲に記載したように、次のとおりである。
まず、請求項１については、次のとおり。
請求項１のダスト処理方法は、高炉ダスト中に混在，含有されたコークス粉と酸化鉄粉を主体とする酸化物粉とを、粒子表面の濡れ性の差を利用して、選別，分離する。そして、次のスラリー化工程，油添加工程，剪断力付与工程，表面改質工程，起泡剤添加工程，浮選工程、等を順に有してなることを特徴とする。
スラリー化工程では、該高炉ダストに水を加えてスラリーとする。油添加工程では、該スラリーに油性の捕集剤を添加する。
剪断力付与工程では、該捕集剤が添加された該スラリーに、高速で強力な剪断力を付与し、もって該コークス粉，酸化物粉，捕集剤の油滴について、それぞれ粒子表面の表面エネルギーが高められる。
表面改質工程では、該スラリーへの剪断力付与に基づき、該コークス粉および油滴は、粒子表面の疎水性，親油性が一段と高められ、もって、該コークス粉の粒子表面に、水膜に代え該油滴が油膜となって付着されて、表面エネルギーが低下する。該酸化物粉は、粒子表面の親水性，疎油性が一段と高められ、もって水に一層濡れ馴染んで、表面エネルギーが低下する。
起泡剤添加工程では、表面改質後の該スラリーに起泡剤を添加する。浮選工程では、該起泡剤が添加された該スラリーへの空気の吹き込みや吸い込みにより、気泡を生成する。もって、該気泡周りの起泡剤に付着する該油膜と共に、該コークス粉が浮上するのに対し、水に濡れ馴染んだ該酸化物粉は沈下する。
【０００６】
請求項２については、次のとおり。
請求項２のダスト処理方法では、請求項１において、該スラリー化工程では、溶鉱炉から排出された該高炉ダストに水を加えて、該高炉ダスト濃度が１０重量％以上〜３０重量％以下の該スラリーとする。
該油添加工程では、該捕集剤として石油系炭化水素を、該高炉ダストに対し０．５重量％以上〜１０重量％以下の添加量で添加する。
該剪断力付与工程では、該スラリーのダイラタンシー性に基づき、該コークス粉，酸化物粉，油滴について、粒子毎に局部充填密度そして表面エネルギーが、それぞれ過渡的に高められる。
表面改質工程では、更に、水分子相互間の極性分子構造に基づく水素結合傾向の影響により、排除された該油滴とコークス粉との疎水性結合が促進される。
該浮選工程では、浮上した該コークス粉が浮遊産物として回収され、沈下した該酸化物粉が沈降産物として回収される。
【０００７】
請求項３については、次のとおり。
請求項３のダスト処理装置は、高炉ダスト中に混在，含有されたコークス粉と酸化鉄粉を主体とする酸化物粉とを、粒子表面の濡れ性の差を利用して、選別，分離する。そして、次のスラリータンク，油添加手段，表面改質機，起泡剤添加手段，浮選機、等を有してなることを特徴とする。
スラリータンクでは、供給された該高炉ダストを水と攪拌，混合，懸濁化して、スラリー化する。油添加手段は、該スラリータンクから表面改質機へと供給される該スラリーに対し、油性の捕集剤を添加する。
表面改質機は、ドラム内の攪拌室に供給された該スラリーに、高速回転する攪拌翼にて強力な剪断力を付与して、粒子表面の表面エネルギーを高める。もって、該コークス粉および捕集剤の油滴は、疎水性，親油性が高められ、該コークス粉の粒子表面に水膜に代え該油滴が油膜となって付着されて、表面エネルギーが低化する。該酸化物粉は、親水性，疎油性が高められ、水に一層濡れ馴染んで、表面エネルギーが低化する。なお、該油滴とコークス粉との疎水性結合も促進される。
起泡剤添加手段は、該表面改質機から浮選機へと供給される該スラリーに対し、起泡剤を添加して攪拌する。
浮選機は、該スラリーが供給されると共に、空気が吹き込みや吸い込みにより供給され、もって、生成された気泡周りの起泡剤に付着する該油膜と共に、該コークス粉が浮上するのに対し、水に濡れ馴染んだ該酸化物粉は沈下する。
【０００８】
《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）高炉ダストは、コークス粉と酸化鉄粉等の酸化物粉とを、含有している。
（２）そして、コークス粉がスラリー化された後、捕集剤が添加される。
（３）それからスラリーは、高速で強力な剪断力が付与され、ダイラタンシー性に基づき、粒子の局部充填密度が高められて、粒子相互間の表面接触摩擦により、粒子表面の表面エネルギーが過渡的に高められる。もって、疎水性，親油性が高められたコークス粉には、捕集剤の油滴が油膜となって付着し、その表面エネルギーが低下、安定化し、親水性，疎油性が高められた酸化物粉は、更に、水に濡れ馴染むことで、その表面エネルギーが低下、安定化する。
（４）それからスラリーは、起泡剤が添加された後、空気が吹き込まれるか吸い込まれて、浮選される。もって、気泡周りの起泡剤と共に、油膜に付着したコークス粉が浮上し、水に濡れ馴染んだ酸化物粉は沈下する。
（５）そして、コークス粉は浮遊産物として回収され、酸化物粉は沈降産物として回収される。
（６）本発明のダスト処理方法は、このようなスラリー化工程，油添加工程，剪断力付与工程，表面改質工程，起泡剤添加工程，浮選工程等を辿ることにより、高炉ダスト中のコークス粉と酸化物粉とを、粒子表面の濡れ性の差を利用して、精度高く確実に分離可能となる。
（７）同様に、本発明のダスト処理装置も、スラリータンク，油添加手段，表面改質機，起泡剤添加手段，浮選機等を有してなることにより、高炉ダスト中のコークス粉と酸化物粉とを、精度高く確実に分離可能となる。
（８）さてそこで、本発明のダスト処理方法およびダスト処理装置は、次の効果を発揮する。
【発明の効果】
【０００９】
高炉ダスト中のコークス粉と酸化鉄粉等とを、精度高く確実に選別，分離，回収可能となる。
すなわち、本発明のダスト処理方法およびダスト処理装置は、高炉ダストをスラリー化すると共に、これに表面改質および浮選を組み合わせて採用したことを、特徴とする。もって、粒子表面の濡れ性の差を利用して、微細なコークス粉と酸化鉄粉等とを、工業的に選別，分離，回収可能となる。
前述したこの種従来例のように、産業廃棄物等として廃棄処分することなく、有効利用への道が開ける。回収されたコークス粉は燃料等として有効利用され、酸化鉄粉も各種対応用途に有効利用でき、溶鉱炉へのフィードバック活用も考えられる。
このように、この種従来技術に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るダスト処理方法およびダスト処理装置について、発明を実施するための形態の説明に供し、処理のシステムブロック図である。
【図２】同発明を実施するための形態の説明に供し、要部を拡大表示した処理説明図であり、（１）図は、表面改質前の状態、（２）図は、表面改質状態、（３）図は、浮選状態を示す。
【図３】同発明を実施するための形態の説明に供し、表面改質機を示し、（１）図は、一部を透視した側面説明図、（２）図は、（１）図のＸ−Ｘ線に沿った矢視図、（３）図は、（１）図のＹ−Ｙ線に沿った矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。
本発明のダスト処理方法は、高炉ダストａを対象として、スラリー化工程，油添加工程，剪断力付与工程，表面改質工程，起泡剤添加工程，浮選工程等を、順に有しなる。
又、本発明のダスト処理装置は、このダスト処理方法の各工程がそれぞれ適用される、スラリータンク１，油添加手段２，表面改質機３，起泡剤添加手段４，浮選機５等を、順に有してなる。
以下、これらについて説明する。
【００１２】
《スラリー化工程》
まず、本発明のダスト処理方法のスラリー化工程では、高炉ダストａに水ｂを加えて、スラリーｃとする。
すなわち、図１，図２の（１）図中に示したように、ダスト処理装置のスラリータンク１では、溶鉱炉から排出，供給された高炉ダストａが、水ｂと攪拌，混合，懸濁化され、もって、高炉ダストａ濃度が１０重量％以上〜３０重量％以下のスラリーｃとされる。
【００１３】
このようなスラリー化工程について、更に詳述する。スラリータンク１には、高炉ダストａが供給されると共に、水槽６その他の水供給設備から水ｂが供給され、もって攪拌されて水スラリーｃ化される。
高炉ダストａ中には、コークス粉ｄや酸化物粉ｅが、混在，含有されている。コークス粉ｄは、粘結炭を乾留した高炉コークスの微粒子であり、その粒径が例えば１０μｍや数１０μｍ程度よりなる。そして、コークス粉ｄである未燃カーボンは、概略、炭素粒として把握されるが、その化学的実体は、疎水性，親油性の多環芳香族炭化水素である。
酸化物粉ｅは、酸化鉄粉（ＦｅＯ，Ｆｅ２Ｏ３の微粒子）を主体とするが、石灰，シリコン，アルミ，その他の酸化物の微粒子、等々も混在している。
このようなコークス粉ｄおよび酸化物粉ｅを含有した高炉ダストａは、水ｂと攪拌されたスラリーｃ中の濃度が１０重量％〜３０重量％となるように、供給される。濃度が３０重量％を越えると、表面改質機３を用いた表面改質工程において、スラリーｃの後述するダイラタンシー性に基づく固化傾向が顕著となって流動性を失い、攪拌翼そしてモータの回転に支障が生じる。これに対し、濃度が１０重量％未満の場合は、全体的効率低下が顕著化し、ランニングコストが嵩む等、工業化した場合の採算性，コスト面，経済性の点に問題が生じる。もって、流動性確保および経済性の点から、代表的には濃度１５重量％〜２０重量％程度に設定される。
スラリー化工程については、以上のとおり。
【００１４】
《油添加工程》
次に、油添加工程では、スラリーｃに油性の捕集剤ｆが添加される。すなわち、図１，図２の（１）図に示したように、スラリータンク１から表面改質機３へと供給されるスラリーｃに対し、油添加手段２により、油性の捕集剤ｆが添加される。
捕集剤ｆとしては石油系炭化水素等が、高炉ダストａに対し０．５重量％以上〜１０重量％以下の添加量で添加される。
【００１５】
このような油添加工程について、更に詳述する。捕集剤ｆとしては、石油系炭化水素が代表的に用いられる。すなわち事後、石炭系炭化水素であるコークス粉ｄを付着対象とすることに鑑み、灯油，軽油，重油等が、代表的に用いられる。
そして捕集剤ｆは、コレクター油としてスラリーｃに添加され、界面張力により油滴ｇとなって表面改質機３へと供給されるが、油滴ｇは事後、コークス粉ｄに付着する油膜ｇ’となる。捕集剤ｆの添加量は微量であり、スラリーｃ中の高炉ダストａ分に対し、濃度０．５重量％〜１０重量％とされる。
濃度が０．５重量％未満の場合は、後述する浮選機５を用いた浮選工程において、コークス粉ｄに付着すべき油膜ｇ’の量が不足し、コークス粉ｄの浮選に支障が生じる。濃度が１０重量％を越えると、過剰添加された油滴ｇ等にて液面層が形成されて、コークス粉ｄの浮選の邪魔になり浮選に支障が生じる。更に不経済であり、コスト面にも問題が生じる。図中８は配管、９はポンプである。
油添加工程については、以上のとおり。
【００１６】
《剪断力付与工程》
次に、剪断力付与工程では、スラリーｃに高速で強力な剪断力を付与することにより、スラリーｃのコークス粉ｄ，酸化物粉ｅ，捕集剤ｆの油滴ｇ等について、それぞれ表面エネルギーが高められるようになる。
すなわち、図１，図３に示したように、捕集剤ｆが油滴ｇとして添加されたスラリーｃは、表面改質機３の円筒ドラム１０内の仕切板１１にて分割された攪拌室１２に、供給される。もって攪拌により、捕集剤ｆの油滴ｇが、スラリーｃ中に高度に分散，混合されると共に、スラリーｃへの剪断力付与により、粒子表面の表面エネルギーが過渡的に高められるようになる。
【００１７】
このような剪断力付与工程について、更に詳述する。まず、図３の表面改質機３は、次のミキサー用構成よりなる。すなわち、スラリーｃの入口と出口を備えて横設された円筒ドラム１０内には、円板環状のバッフル仕切板１１が、水平軸方向に等間隔を存しつつ複数個列設されており、各仕切板１１にて分割形成された間隔が、それぞれ攪拌室１２となっている。
そして、各仕切板１１の中央連通穴１３を貫遊して、軸方向にシャフト１４が設けられている。シャフト１４には、各攪拌室１２毎に、シャフト穴付の円板リング状の攪拌板１５が密嵌着されており、各攪拌板１５の前後両面に、略弧状，帯状の攪拌翼１６がそれぞれ凸設されている。シャフト１４は、減速機１７，モータ１８に接続されている。
そこで、上流側の攪拌室１２から下流側の攪拌室１２へと流れるスラリーｃは、モータ１８にて、各攪拌板１５そして攪拌翼１６が高速回転することにより、強力な剪断力が付与される。攪拌板１５そして攪拌翼１６に関し、例えば数１，０００ｒｐｍ程度と高速の攪拌回転数にて、又、単位スラリーｃ量あたり例えば数１，０００ｋＷ／ｍ３程度の攪拌力となるように、攪拌が実施される。
なお、図示の表面改質機３は、円筒ドラム１０内に複数の攪拌室１２が分割形成されているが、これによらず、円筒ドラム１０内に攪拌室１２そして攪拌翼１６付の攪拌板１５が、１セットのみ設けられたバッチ式の表面改質機３も、勿論可能である。
【００１８】
表面改質機３内では、攪拌板１５そして攪拌翼１６の攪拌回転により、スラリーｃのコークス粉ｄ，酸化物粉ｅ，捕集剤ｆの油滴ｇ等が、攪拌板１５，攪拌翼１６等の回転部分や、円筒ドラム１０内面，仕切板１１等の固定部分に対し、強制的に接触，衝突せしめられる。
もって、コークス粉ｄ，酸化物粉ｅ，捕集剤ｆの油滴ｇ等は、シェアーリングされ高速かつ強力な剪断力が付与される。そして、スラリーｃのダイラタンシー性に基づき、各粒子毎に局部充填密度そして表面エネルギーが、それぞれ過渡的に高められるようになる（含．表面エネルギーの生成）。
すなわち、ダイラタント流体であるスラリーｃの各粒子は、表面改質機３内で瞬時瞬間的に発生する強剪断力場において、充填密度が高められて高濃度化，高集合化する。もって、相互間の水ｂが排除されると共に、相互間の表面接触摩擦により削り合って、剪断面，活生面が形成されることにより、粒子表面の表面エネルギーのレベルが高められる。
そこで、スラリーｃのコークス粉ｄや捕集剤ｆの油滴ｇは、本来ある粒子表面の疎水性，親油性が、一段と高められる。これに対し酸化物粉ｅは、本来ある粒子表面の親水性，疎油性が、一段と高められる。
なお、このようなダイラタンシー性が進行すると、スラリーｃは流動性を失い固化傾向が強まるが、このスラリーｃの各粒子は、対水膨潤性がないので（酸化鉄粉等の酸化物粉ｅに対水膨潤性がないので）、濃度は、前述したように３０重量％程度まで流動性確保が可能である。
剪断力付与工程については、以上のとおり。
【００１９】
《表面改質工程》
そして表面改質工程では、前述した強剪断力場におけるスラリーｃへの剪断力付与に基づき、コークス粉ｄおよび油滴ｇは、まず、上述したように粒子表面が活性化され、表面エネルギーのレベルが過渡的に高められて、粒子表面の疎水性，親油性が一段と高められる。
もってコークス粉ｄは、表面改質機３内で強剪断力場と交互に瞬時瞬間的に発生する弱剪断力場において、粒子表面に付着して覆っていた水膜が剥ぎ取られ，剥離されると共に、油滴ｇを捕捉して濡れ馴染み、油滴ｇが極めて薄い油膜ｇ’となって、粒子表面に付着して覆う。これにより、コークス粉ｄや油滴ｇの油膜ｇ’は、表面エネルギーのレベルを低下させ、安定化する。
これに対し酸化物粉ｅは、粒子表面の活性化，表面エネルギーの高まりにより親水性，疎油性が一段と高められて、水ｂに一層濡れ馴染むようになる。これにより酸化物粉ｅは、表面エネルギーのレベルを低下させ、安定化する。
このようにして、図１，図２の（２）図に示したように、表面改質機３内では、スラリーｃへの剪断力が付与に基づき、表面エネルギーが高められたコークス粉ｄに対し、油滴ｇが捕捉され薄膜状の油膜ｇ’となり、水膜と置換して付着する。コークス粉ｄは、油膜ｇ’にて全体的に覆われコーティングされるか、油膜ｇ’が部分的に添着される。
【００２０】
これと共に表面改質工程では、更に、水分子ｂ相互間の極性分子構造に基づく水素結合傾向の影響により、排除された油滴ｇとコークス粉ｄとの疎水性結合が促進され、この点からも、コークス粉ｄへの油滴ｇの油膜ｇ’化付着が、サポートされつつ進行する。
疎水性分子間結合について更に詳述する。水分子ｂは、酸素原子の電気陰性度が高く水素原子の電気陰性度が低いと共に、酸素原子の外殻電子構造に、非共有電子対（ローンペア）が２組あることに鑑み、相対的に部分分極が生じている（Ｏ−＝２Ｈ＋）。
そこで各水分子ｂ間では、ある水分子ｂの酸素原子と、別の水分子ｂの水素原子とが引き合う、水素結合傾向にある。このような水分子ｂ相互の水素結合傾向が、非極性で親油性の炭化水素である油滴ｇを排除するので、水分子ｂ間からはじかれた油滴ｇは、コークス粉ｄ側に集合する。
極く微量である油滴ｇが、少量に過ぎないコークス粉ｄに捕捉されて、油膜ｇ’となって付着することが、前述したコークス粉ｄや油滴ｇの疎水性，親油性の点や、攪拌，分散される点に加え、この点からもサポートされるようになる。
表面改質工程については、以上のとおり。
【００２１】
《起泡剤添加工程》
しかる後、起泡剤添加工程において、表面改質後のスラリーｃに起泡剤ｈが添加される。スラリーｃは、コークス粉ｄや酸化物粉ｅの粒子表面の表面エネルギーが低下すると共に、表面改質機３から浮選機５へと供給されるが、その途中において、起泡剤添加手段４にて起泡剤ｈが添加される。
起泡剤ｈとしては、ＭＩＢＣ（メチルイソブチルカルビノール），その他の高級アルコール類が用いられ、起泡剤槽１９から調整槽２０へと供給されて、スラリーｃ中へと少量添加，攪拌され、もってスラリーｃ中に均一分散する。
起泡剤添加工程については、以上のとおり。
【００２２】
《浮選工程》
そして浮選工程において、起泡剤ｈが添加されたスラリーｃについて、空気ｉの吹き込みや吸い込みにより気泡ｊが生成され、もって、気泡ｊ周りの起泡剤ｈに付着する油膜ｇ’と共に、コークス粉ｄが浮上する。これに対し、水ｂに濡れ馴染んだ酸化物粉ｅは沈下する。
【００２３】
このような浮選（フローテーション）工程について、更に詳述する。図１，図２の（３）図中に示したように、浮選機５には、スラリーｃが供給されると共に、空気ｉが吹き込みや吸い込みにより供給される。この空気ｉは、浮選機５内に強制的に吹き込まれる方式の空気供給装置によるか、又は、浮選機５内の攪拌板１５の回転に伴い吸い込まれる機械攪拌方式の空気供給装置により、浮選機５内に導入される。
このような空気ｉ導入に伴い、生成された空気ｉの粒について、気液界面に起泡剤ｈにて薄膜が形成され、もって空気ｉの気泡ｊが生成される。そして、気泡ｊ表面周りで薄膜を形成する起泡剤ｈが、親油性であることに基づき、この起泡剤ｈの薄膜に油膜ｇ’が付着するが、この油膜ｇ’には前述によりコークス粉ｄが付着している。つまりコークス粉ｄは、油膜ｇ’をバインダーとして、気泡ｊ周りの起泡剤ｈに付着する。
そこで、気泡ｊの上昇そして液面浮上に伴い、付着した起泡剤ｈ，油膜ｇ’，そしてコークス粉ｄも、液面浮上する。
これに対し、親水性，疎油性が向上し水ｂに濡れ馴染んだ酸化物粉ｅは、気泡ｊに付着して上昇することなく、スラリーｃ中に残留，沈下する。
浮選工程については、以上のとおり。
【００２４】
《作用等》
本発明のダスト処理方法およびダスト処理装置は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
（１）溶鉱炉頂部から排出される炉頂ガス中に含有され、集塵機で集塵された高炉ダストａは、コークス粉ｄと、酸化鉄粉（鉄鉱石粉）を主体とした酸化物粉ｅとを、混在，含有している。
【００２５】
（２）そして、このようなコークス粉ｄが、水と懸濁されてスラリーｃ化された後、油性の捕集剤ｆが、スラリーｃに微量添加されて油滴ｇとなる（図２の（１）図を参照）。
【００２６】
（３）それからスラリーｃは、強高剪断力場において、高速で強力な剪断力が付与され、もって、そのダイラタンシー性に基づき、粒子の局部充填密度が高められて、粒子相互間の表面接触摩擦により、各粒子表面の表面エネルギーが過渡的に高められる。
もって、スラリーｃ中のコークス粉ｄおよび油滴ｇは、疎水性，親油性が一段と高められ、弱剪断力場において、粒子間の相互作用により、コークス粉ｄに油滴ｇが油膜ｇ’となって付着し、自己の表面エネルギーを低下させ、安定化する（疎水性結合もこれをサポートする）。親水性，疎油性が一段と高められたスラリーｃ中の酸化物粉ｅは、更に、水に濡れ馴染むことで、自己の表面エネルギーを低下させ、安定化する（図２の（２）図を参照）。
【００２７】
（４）スラリーｃは、このように表面改質され、粒子表面の表面エネルギーが低下すると共に、起泡剤ｈが添加された後、空気ｉが吹き込まれるか吸い込まれて、浮選処理される。
もって、生成された気泡ｊと共に、起泡剤ｈや油膜ｇ’そしてコークス粉ｄが、浮上するのに対し、水ｂに濡れ馴染んだ親水性の酸化物粉ｅは、沈下する。
コークス粉ｄは、油膜ｇ’の付着により疎水性が一段と向上しており、その撥水性に鑑み、選別精度の高い浮選処理が実現される（図２の（３）図を参照）。
【００２８】
（５）浮上したコークス粉ｄは、浮選フロスの浮遊産物として回収され、沈下した酸化物粉ｅは、浮選テーリングの沈降産物として回収される。
このように回収されたコークス粉ｄや酸化鉄粉（ＦｅＯ，Ｆｅ２Ｏ３の微粒子）は、濾過機，濃縮機，フィルタープレス等にて水ｂと固液分離され脱水，乾燥された後、有効利用される。
【００２９】
（６）本発明のダスト処理方法は、このようなスラリー化工程，油添加工程，剪断力付与工程，表面改質工程，起泡剤添加工程，浮選工程等のプロセスを、順に辿ることにより、高炉ダストａ中に混在，含有されたコークス粉ｄと、酸化鉄粉を主体とする酸化物粉ｅとを、それぞれの粒子表面の濡れ性の差を利用して、精度高く確実に選別，分離可能である。
スラリーｃ中のコークス粉ｄや酸化物粉ｅの酸化鉄粉等は、微粒子よりなり、単位質量あたりの比表面積が大きく、そのままでは空中や水中を浮遊して、それぞれを選別，分離して集合させることは困難である。しかしこのように、スラリー化し表面改質処理してから浮選処理することにより、濡れ性の差を利用して選別，分離可能となる。
【００３０】
（７）本発明のダスト処理装置も、同様である。すなわち、このダスト処理装置は、スラリータンク１，油添加手段２，表面改質機３，起泡剤添加手段４，浮選機５等を、順に配設してなることにより、高炉ダストａ中のコークス粉ｄと酸化物粉ｅを、精度高く確実に選別，分離可能となる。
本発明の作用等については、以上のとおり。
【符号の説明】
【００３１】
１  スラリータンク
２  油添加手段
３  表面改質機
４  起泡剤添加手段
５  浮選機
６  水槽
７  油槽
８  配管
９  ポンプ
１０  円筒ドラム
１１  仕切板
１２  攪拌室
１３  中央連通穴
１４  シャフト
１５  攪拌板
１６  攪拌翼
１７  減速機
１８  モータ
１９  起泡剤槽
２０  調整槽
ａ  高炉ダスト
ｂ  水
ｃ  スラリー
ｄ  コークス粉
ｅ  酸化物粉
ｆ  捕集剤
ｇ  油滴
ｇ’油膜
ｈ  起泡剤
ｉ  空気
ｊ  気泡
【図１】
2013128915.tif 000003
【図２】
2013128915.tif 000004
【図３】
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